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# Semiconductor/[Semicon Academy]

[Harman 세미콘 아카데미] 96일차 - SoC Design(Push button, PWM, Servo Motor 제어)

by Graffitio 2023. 11. 21.
[Harman 세미콘 아카데미] 96일차 - SoC Design(Push button, PWM, Servo Motor 제어)
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[Push Button]

 

📌 Block Design

 

GPIO 추가

 

 

 

Wrapper 다시 해주고, Re-load해주면 된다.

 

 


 

📌 Main Code 작성

 

1. 하드웨어 Export 해주고

2. 플랫폼 프로젝트만들고 빌드해주고

3. 어플리케이션 프로젝트 만들고 main code 창 오픈

 

Push Button의 번호를 알아내기 위해 LED로 테스트해보자.

#include <stdio.h>
#include "platform.h"
#include "xil_printf.h"
#include "xparameters.h"
#include "xgpio.h"

#define LED_ID          	XPAR_AXI_GPIO_LED_DEVICE_ID
#define SWITCH_ID       	XPAR_AXI_GPIO_SWITCH_DEVICE_ID
#define FND_ID				XPAR_AXI_GPIO_FND_DEVICE_ID
#define BTN_ID				XPAR_AXI_GPIO_BUTTON_DEVICE_ID

#define LED_CHANNEL     	1
#define SWITCH_CHANNEL  	1
#define FND_COM_CHANNEL     1
#define FND_SEG7_CHANNEL    2
#define BTN_CHANNEL			1

int main()
{
    init_platform();

    print("Start!\n\r");

    /////// XGpio_Config 구조체의 주소 ///////
    XGpio_Config *cfg_ptr_led;
    XGpio_Config *cfg_ptr_switch;
    XGpio_Config *cfg_ptr_fnd;
    XGpio_Config *cfg_ptr_btn;
    /////// gpio 객체 ///////
    XGpio led_device;
    XGpio switch_device;
    XGpio fnd_device;
    XGpio btn_device;
    /////// 변수 선언 ///////
    u32 data = 0;
    u32 old_data = 0;
    u32 FND_data = 0;
    u8 fnd_value[] = {0x3f, 0x06, 0x5b, 0x4f, 0x66, 0x6d, 0x7d, 0x27, 0x7f, 0x67, 0x77, 0x7c, 0x39, 0x5e, 0x79, 0x71};

    ////////////////////////////////////// Initialize Led Device //////////////////////////////////////
    /////// LED ///////
    cfg_ptr_led = XGpio_LookupConfig(LED_ID);
    XGpio_CfgInitialize(&led_device, cfg_ptr_led, cfg_ptr_led->BaseAddress);
    XGpio_SetDataDirection(&led_device, LED_CHANNEL, 0); // 0을 줘서 출력 설정
    // XGpio_CfgInitialize(InstancePtr, Config, EffectiveAddr)
    // XGpio_SetDataDirection(InstancePtr, Channel, DirectionMask)
    //-----------------------------------------------------------------------------------------------//
    /////// SWITCH ///////
    cfg_ptr_switch = XGpio_LookupConfig(SWITCH_ID);
    XGpio_CfgInitialize(&switch_device, cfg_ptr_switch, cfg_ptr_switch->BaseAddress);
    XGpio_SetDataDirection(&switch_device, SWITCH_CHANNEL, 1); // 1을 줘서 입력 설정
    //-----------------------------------------------------------------------------------------------//
    /////// FND ///////
    cfg_ptr_fnd = XGpio_LookupConfig(FND_ID);
    XGpio_CfgInitialize(&fnd_device, cfg_ptr_fnd, cfg_ptr_fnd->BaseAddress);
    XGpio_SetDataDirection(&fnd_device, FND_COM_CHANNEL, 0); // 0을 줘서 출력 설정
    XGpio_SetDataDirection(&fnd_device, FND_SEG7_CHANNEL, 0); // 0을 줘서 출력 설정
    //-----------------------------------------------------------------------------------------------//
    /////// BTN ///////
    cfg_ptr_btn = XGpio_LookupConfig(BTN_ID);
    XGpio_CfgInitialize(&btn_device, cfg_ptr_btn, cfg_ptr_btn->BaseAddress);
    XGpio_SetDataDirection(&btn_device, BTN_CHANNEL, 0b1111); // 1을 줘서 입력 설정
    ///////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////

    while(1)
    {
    	data = XGpio_DiscreteRead(&btn_device, BTN_CHANNEL); // 버튼 입력을 받아
    	XGpio_DiscreteWrite(&led_device, LED_CHANNEL, data); // 버튼에 해당하는 번호의 LED로 추력
    	MB_Sleep(10);
    }
    cleanup_platform();
    return 0;
}

 

 

Board 내 Push Button 번호

  0  
1 reset 2
  3  

 


 

[PWM]

 

📌 Custom IP 생성

 

 

반드시 순서 지키자.

Sys clk랑 Reset 먼저 만들고 난 후, mblaze 추가해준다.

mblaze 먼저 추가해버리면, 자체적으로 clk를 만들어버리기 떄문

 

우리가 만드는 SoC에 가장 적합한 Preset

 

메모리는 8개정도만 주자

 

Edit IP로 설정하고 Finish

 

PWM Source를 가져오자

 

PWM을 활용한 LED 밝기 제어를 해보자.

 

// PWM IP 하위 모듈의 맨 아랫 줄에 추가 //

// Add user logic here
PWM_100 pwm100(
    .clk(S_AXI_ACLK),
    .rstp(~S_AXI_ARESETN), // reset_p이므로 비트반전한 후 넣어줘야 한다.
    .duty(slv_reg0[6:0]),
    .pwm_freq(slv_reg1), // parameter 대신 여기에 선언해도 된다. 10,000Hz 쓸 거니까 14bit
    .pwm_100pc(pwm_100pc)
    ); // pc : % -> 하나당 센티(1/100)이라는 뜻
// User logic ends


// Output Port 추가 //
// Users to add ports here
output pwm_100pc,
// User ports ends

 

Top module에도 추가해주고 Merge/Modidy해주고 Package IP해주면, Custom IP 생성 완료

 

Add IP로 PWM IP를 2개 추가해주자.

 

 

만약 수정할 게 있다면, Edit mode로 들어가서 수정하면 된다.

 

Wrapper 해주고

 

// xdc 파일 수정 //

## LEDs
set_property -dict { PACKAGE_PIN U16   IOSTANDARD LVCMOS33 } [get_ports {pwm_100pc_0[0]}]
set_property -dict { PACKAGE_PIN E19   IOSTANDARD LVCMOS33 } [get_ports {pwm_100pc_1[1]}]

 

 


 

📌 Main Code 작성

1. 하드웨어 Export 해주고

2. 플랫폼 프로젝트만들고 빌드해주고

3. 어플리케이션 프로젝트 만들고 main code 창 오픈

 

주소 Check

 

 

#include <stdio.h>
#include "platform.h"
#include "xil_printf.h"
#include "xparameters.h"

#define PWM_0_ADDR	0x44A00000
#define PWM_1_ADDR	0x44A10000


int main()
{
    init_platform();
    printf("Start!!");
    volatile unsigned int *pwm_0 = (volatile unsigned int *) PWM_0_ADDR; // 32bit니까 usigned int면 충분하다.
    volatile unsigned int *pwm_1 = (volatile unsigned int *) PWM_1_ADDR; // 32bit니까 usigned int면 충분하다.
    print("debug00\n\r");
    while(1)
    {
    print("Hello World\n\r");
    // 배열로 접근할 수 있다.
    pwm_0[0] = 30; // Duty cycle
    pwm_0[1] = 10000; // Freq,  LED 밝기 제어는 10000Hz정도 주면 된다.
    print("debug01\n\r");
    pwm_1[0] = 90; // 배열로 접근할 수 있다.
    pwm_1[1] = 10000; // Freq,  LED 밝기 제어는 10000Hz정도 주면 된다.
    MB_Sleep(1000);
    }
    cleanup_platform();
    return 0;
}

 

두 LED의 밝기가 차이나는 것을 볼 수 있다.

 


 

[PWM으로 Servo Motor 제어]

 

📌 Block Design 생성

 

PWM 1000x module을 활용한 Custon IP 생성 및 적용

 

 


 

📌 Main Code 작성

 

1. 하드웨어 Export 해주고

2. 플랫폼 프로젝트만들고 빌드해주고

3. 어플리케이션 프로젝트 만들고 main code 창 오픈

 

 

Freq : 50Hz

Duty Cycle : 5% 이내에서 조절돼야 한다.

 

#include <stdio.h>
#include "platform.h"
#include "xil_printf.h"
#include "xparameters.h"

#define PWM_0_ADDR	0x44A00000


int main()
{
    init_platform();
    printf("Start!\n\r");
    volatile unsigned int *pwm_0 = (volatile unsigned int *) PWM_0_ADDR; // 32bit니까 usigned int면 충분하다.

    while(1)
    {
    	print("90\n\r");
    	pwm_0[0] = 33; // Dyty
    	pwm_0[1] = 50; // freq
    	MB_Sleep(1000);

    	print("0\n\r");
    	pwm_0[0] = 81; // Dyty
    	pwm_0[1] = 50; // freq
    	MB_Sleep(1000);

    	print("-90\n\r");
    	pwm_0[0] = 127; // Dyty
    	pwm_0[1] = 50; // freq
    	MB_Sleep(1000);
    }
    cleanup_platform();
    return 0;
}

 

 


 

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